CN110922475A - 一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品加工的技术领域，公开了一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法。所述方法：1)将猪皮用磷酸盐清洗，采用水冲洗，沥干，冷冻干燥，粉碎，获得猪皮粉末；2)将猪皮粉末置于氯化钠溶液中浸泡处理10～16h，离心，获得沉淀物；3)将沉淀物与水混合，加入蛋白酶进行酶解，后续处理，获得猪皮胶原蛋白；所述蛋白酶为胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶中一种以上。本发明的方法简单，所获得的胶原蛋白提取率高，水溶性好。
Description
技术领域
本发明属于食品加工的技术领域，具体涉及一种酶解提取猪皮中胶原蛋白的方法。
背景技术
随着国家经济的飞速发展，人民消费水平日益提高，我国成为了世界上猪肉的生产与消费大国，但在猪肉被大量消费的同时也会产生大量的猪副产品(如猪皮)。猪皮是猪肉屠宰后的主要副产品，其主要的应用领域是制革工业。但由于猪皮制作的皮革质量较次，而且猪皮用于制革的利用率仅为20～30％，因此猪皮作为制革材料的使用率在逐年降低。然而，猪皮除了作为制革材料外，还大有用处。猪皮中蛋白质含量高达33％，其中约87.7％为胶原蛋白。胶原蛋白具有良好的物理性能和生物学特性，在食品、化工、生物材料等行业有着广泛的应用。因此，从猪皮中提取胶原蛋白并优化其提取率，对增加猪皮资源的经济价值有着深远意义。
猪皮在食品工业化的主要分为两部分，一是猪皮经过破碎、乳化和加热等预处理后，直接添加到食品中，一般在重组食品中被广泛应用。另一方面，猪皮中富含胶原蛋白，而胶原蛋白进一步水解可得到明胶和胶原多肽，因此猪皮也常通过深加工，制作成明胶用于食品包装材料，而水解得到的胶原多肽则添加于保健食品中。
胶原蛋白是一种具有特殊结构的蛋白质，主要分布在骨骼、肌腱、韧带等结缔组织的胞外基质或基膜，以胶原原纤维和胶原纤维的形式形成纤维网络结构。胶原蛋白属于细胞外基质(ECM)，是生物体内重要的组成部分，是各种蛋白组成的复合体，其通过连接组织结构，使组织结构和生物功能得到完善。在日常生活中，胶原蛋白在食品、美容、制药、以及膜材料等方面的应用十分的广泛。胶原蛋白作为高分子蛋白，胶原纤维通常担任组织结构中骨架的角色，起支撑作用，以确保组织功能的正常发挥。
胶原蛋白的功能：(1)生物学功能胶原蛋白在生物体内维持组织和器官结构的完整性。由胶原蛋白聚集而成的胶原纤维具有抗张力，在生物体内起到了机械支撑的作用。胶原纤维是肌腱、骨骼、韧带等器官中的间质组织和基膜，胶原纤维提供了功能性的结构骨架，通过维持生物的组织和器官的结构完整性以确保其功能的正常发挥。胶原蛋白的存在细胞这微环境里有着重要的作用：①连接细胞，胶原蛋白可以作为细胞某些特殊受体间连接的传导介质；②信号传导和微环境调控，作为细胞受体的传导介质，胶原蛋白可以在细胞连接、分化、生长、相互作用等多个方面起到微环境的调控作用。③储存和释放细胞介质，胶原蛋白通过对生长因子和细胞因子的补货、定位储存于传递，从而在器官发育，伤口复原以及组织修复等方面起到重要的作用。(2)应用功能：胶原蛋白经过部分水解后得到可溶性胶原蛋白即明胶，商品明胶主要来源于动物皮肤、骨头、肌腱和软骨。明胶有较好的成胶性和亲水性，在食品、美容、制药等方面广泛应用；而明胶亦具有良好的乳化性和成膜性，正逐步的取代传统合成材料，作为乳化剂、起泡剂、胶体稳定剂、生物可降解成膜材料、以及微胶囊制剂等得以应用。
对于胶原蛋白的提取，有酸法、碱法、热水解法等方法，但此类方法都会对胶原蛋白的结构产生一定程度的影响，导致获得的胶原产物品质下降。
如何充分利用猪皮并高效提取猪皮中胶原蛋白，并获得高提取率，水溶性好的猪皮胶原蛋白，需要进一步的研究。
发明内容
为了充分利用猪皮，同时也为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法。本发明以胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶，提取猪皮的胶原蛋白，所获取的胶原蛋白提取率高，水溶性好。所获得的猪皮胶原蛋白用于食品加工领域。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将猪皮用磷酸盐清洗，采用水冲洗，沥干，冷冻干燥，粉碎，获得猪皮粉末；
2)将猪皮粉末置于氯化钠溶液中浸泡处理10～16h，离心，获得沉淀物；
3)将沉淀物与水混合，加入蛋白酶进行酶解，后续处理，获得猪皮胶原蛋白；所述蛋白酶为胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶中一种以上，优选为两种以上的蛋白酶；当选用两种以上的蛋白酶时，所述酶解分为多步酶解。
所述多步酶解是指先采用胰蛋白酶酶解，然后采用木瓜蛋白酶酶解或者先用木瓜蛋白酶酶解再用胃蛋白酶酶解。
步骤2)中所述氯化钠溶液的质量浓度为10wt％；猪皮粉末与氯化钠溶液的质量比为1g∶(40～60)mL。所述离心的转速为6000～9000r/min，离心的时间为5～15min。
步骤1)中所述猪皮经过预处理，具体是指将猪皮清洗干净，去除皮下脂肪和表面毛发。
步骤1)中所述磷酸盐缓冲溶液的pH为6～8。
步骤3)中所述沉淀物与水的质量比为1g∶(10～50)mL；所述蛋白酶的加入量为沉淀物质量的1～5％，酶解的时间为6～10h；胃蛋白酶处理时，pH为2～3，温度为30～40℃；木瓜蛋白酶处理时，pH为6～7，温度为50～60℃；胰蛋白酶处理时，pH为7～8，温度为40～50℃。
步骤3)中所述后续处理是指酶解后离心，取上清液，盐析，再离心，获得粗胶原蛋白，将粗胶原蛋白溶于醋酸中，然后依次在磷酸氢二钠溶液，水中透析，冷冻干燥，获得猪皮胶原蛋白。所述离心的转速为6000～9000r/min，离心的时间为5～15min；所述盐析是指加入氯化钠直至NaCl的浓度为2～4mol/L，所述醋酸的浓度为0.5mol/L，所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.02mol/L；磷酸氢二钠溶液透析的时间为2～3d，水中透析的时间为1～2d。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶，提取猪皮的胶原蛋白，所获取的胶原蛋白提取率高，水溶性好。所获得的猪皮胶原蛋白用于食品加工领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜猪皮清洗干净后，用手术刀刮下皮下脂肪与表面毛发，将猪皮修剪成1cm×1cm的方块；用pH7.5的磷酸盐清洗干净，再用蒸馏水浸泡冲洗4～5次，沥干，真空冷冻干燥48h，粉碎，放-4℃保存；
2)将上述处理后的猪皮粉末，按照料液比1∶50(w/v)浸入10wt％NaCl溶液中12h，除去盐溶性杂质，除杂后，8000r/min离心10min取固体沉淀物；
3)预处理后的猪皮样品与水混合，料液比1∶20(n/v)，加入胃蛋白酶，在pH＝2，胃蛋白酶用量2％，温度为37℃的条件下酶解8h，酶解后8000r/min离心10min，取上清液，加入NaCl进行盐析，NaCl浓度为4mol/l；盐析后8000r/min离心10min，沉淀即为粗胶原蛋白；将胶原蛋白溶于0.5mol/1的醋酸中，然后在0.02mol/1的磷酸氢二钠中透析2d，再转入蒸馏水中透析1d，所得的胶原沉淀冷冻干燥保存。
对冻干后的胶原蛋白称重并检测其羟脯氨酸含量，计算胶原蛋白提取率。
猪皮胶原蛋白提取率＝样品中羟脯氨酸的量/猪皮总羟脯氨酸的量
实验检测结果得出，胃蛋白酶的猪皮胶原蛋白提取率为30.6％。所获得的胶原蛋白水溶性好，品质好。
实施例2
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜猪皮清洗干净后，用手术刀刮下皮下脂肪与表面毛发，将猪皮修剪成1cm×1cm的方块；用pH7.5的磷酸盐清洗干净，再用蒸馏水浸泡冲洗4～5次，沥干，真空冷冻干燥48h，粉碎，放-4℃保存；
2)将上述处理后的猪皮粉末，按照料液比1：50(w/v)浸入10wt％NaCl溶液中12h，除去盐溶性杂质，除杂后，8000r/min离心10min取固体沉淀物；
3)预处理后的猪皮样品，在pH＝6，料液比1：20(n/v)，木瓜蛋白酶用量2％，温度为55℃的条件下酶解8h，酶解后8000r/min离心10min，取上清液，加入NaCl进行盐析，NaCl浓度为4mol/1；盐析后8000r/min离心10min，沉淀即为粗胶原蛋白；将胶原蛋白溶于0.5mol/l的醋酸中，然后在0.02mol/l的磷酸氢二钠中透析2d，再转入蒸馏水中透析1d，所得的胶原沉淀冷冻干燥保存。
对冻干后的胶原蛋白称重并检测其羟脯氨酸含量，计算胶原蛋白提取率。
猪皮胶原蛋白提取率＝样品中羟脯氨酸的量/猪皮总羟脯氨酸的量
实验检测结果得出，木瓜蛋白酶的猪皮胶原蛋白提取率为17.4％。所获得的胶原蛋白水溶性好，品质好。
实施例3
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜猪皮清洗干净后，用手术刀刮下皮下脂肪与表面毛发，将猪皮修剪成1cm×1cm的方块；用pH7.5的磷酸盐清洗干净，再用蒸馏水浸泡冲洗4～5次，沥干，真空冷冻干燥48h，粉碎，放-4℃保存；
2)将上述处理后的猪皮粉末，按照料液比1：50(w/v)浸入10wt％NaCl溶液中12h，除去盐溶性杂质，除杂后，8000r/min离心10min取固体沉淀物；
3)预处理后的猪皮样品，在pH＝8，料液比1∶20(n/v)，胰蛋白酶用量2％，温度为42℃的条件下酶解8h，酶解后8000r/min离心10min，取上清液，加入NaCl进行盐析，NaCl浓度为4mol/l；盐析后8000r/min离心10min，沉淀即为粗胶原蛋白；将胶原蛋白溶于0.5mol/l的醋酸中，然后在0.02mol/l的磷酸氢二钠中透析2d，再转入蒸馏水中透析1d，所得的胶原沉淀冷冻干燥保存。
对冻干后的胶原蛋白称重并检测其羟脯氨酸含量，计算胶原蛋白提取率。
猪皮胶原蛋白提取率＝样品中羟脯氨酸的量/猪皮总羟脯氨酸的量
实验检测结果得出，胃蛋白酶的猪皮胶原蛋白提取率为10.4％。所获得的胶原蛋白水溶性好，品质好。
实施例4
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜猪皮清洗干净后，用手术刀刮下皮下脂肪与表面毛发，将猪皮修剪成1cm×1cm的方块；用pH7.5的磷酸盐清洗干净，再用蒸馏水浸泡冲洗4～5次，沥干，真空冷冻干燥48h，粉碎，放-4℃保存；
2)将上述处理后的猪皮粉末，按照料液比1∶50(w/v)浸入10wt％NaCl溶液中12h，除去盐溶性杂质，除杂后，8000r/min离心10min取固体沉淀物；
3)预处理后的猪皮样品，在pH＝8，料液比1：20(n/v)，胰蛋白酶用量2％，温度为42℃的条件下酶解8h；调节pH＝6，温度为55℃，木瓜蛋白酶用量2％酶解8h，酶解后8000r/min离心10min，取上清液，加入NaCl进行盐析，NaCl浓度为4mol/l；盐析后8000r/min离心10min，沉淀即为粗胶原蛋白；将胶原蛋白溶于0.5mol/l的醋酸中，然后在0.02mol/1的磷酸氢二钠中透析2d，再转入蒸馏水中透析1d，所得的胶原沉淀冷冻干燥保存。猪皮胶原蛋白提取率为22.3％。所获得的胶原蛋白水溶性好，品质好。
实施例5
一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜猪皮清洗干净后，用手术刀刮下皮下脂肪与表面毛发，将猪皮修剪成1cm×1cm的方块；用pH7.5的磷酸盐清洗干净，再用蒸馏水浸泡冲洗4～5次，沥干，真空冷冻干燥48h，粉碎，放-4℃保存；
2)将上述处理后的猪皮粉末，按照料液比1：50(w/v)浸入10wt％NaCl溶液中12h，除去盐溶性杂质，除杂后，8000r/min离心10min取固体沉淀物；
3)预处理后的猪皮样品，在pH＝6，料液比1∶20(n/v)，木瓜蛋白酶用量2％，温度为55℃的条件下酶解8h；调节pH＝2，温度为37℃，胃蛋白酶用量2％酶解8h，酶解后8000r/min离心10min，取上清液，加入NaCl进行盐析，NaCl浓度为4mol/l；盐析后8000r/min离心10min，沉淀即为粗胶原蛋白；将胶原蛋白溶于0.5mol/l的醋酸中，然后在0.02mol/1的磷酸氢二钠中透析2d，再转入蒸馏水中透析1d，所得的胶原沉淀冷冻干燥保存。猪皮胶原蛋白提取率为41.4％。所获得的胶原蛋白水溶性好，品质好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将猪皮用磷酸盐清洗，采用水冲洗，沥干，冷冻干燥，粉碎，获得猪皮粉末；
2)将猪皮粉末置于氯化钠溶液中浸泡处理10～16h，离心，获得沉淀物；
3)将沉淀物与水混合，加入蛋白酶进行酶解，后续处理，获得猪皮胶原蛋白；所述蛋白酶为胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶中一种以上。
2.根据权利要求1所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：所述蛋白酶为两种以上的蛋白酶；当选用两种以上的蛋白酶时，所述酶解分为多步酶解。
3.根据权利要求2所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：所述多步酶解是指先采用胰蛋白酶酶解，然后采用木瓜蛋白酶酶解或者先用木瓜蛋白酶酶解再用胃蛋白酶酶解。
4.根据权利要求1所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：步骤3)中所述沉淀物与水的质量比为1g∶(10～50)mL；所述蛋白酶的加入量为沉淀物质量的1～5％，酶解的时间为6～10h；胃蛋白酶处理时，pH为2～3，温度为30～40℃；木瓜蛋白酶处理时，pH为6～7，温度为50～60℃；胰蛋白酶处理时，pH为7～8，温度为40～50℃。
5.根据权利要求1所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：步骤2)中所述氯化钠溶液的质量浓度为10wt％；猪皮粉末与氯化钠溶液的质量比为1g∶(40～60)mL；
所述离心的转速为6000～9000r/min，离心的时间为5～15min。
6.根据权利要求1所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：步骤1)中所述磷酸盐的pH为6～8；
步骤3)中所述后续处理是指酶解后离心，取上清液，盐析，再离心，获得粗胶原蛋白，将粗胶原蛋白溶于醋酸中，然后依次在磷酸氢二钠溶液，水中透析，冷冻干燥，获得猪皮胶原蛋白。
7.根据权利要求6所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：所述离心的转速为6000～9000r/min，离心的时间为5～15min；所述盐析是指加入氯化钠直至NaCl的浓度为2～4mol/L，所述醋酸的浓度为0.5mol/L，所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.02mol/L；磷酸氢二钠溶液透析的时间为2～3d，水中透析的时间为1～2d。
8.根据权利要求1所述酶解提取猪皮胶原蛋白的方法，其特征在于：步骤1)中所述猪皮经过预处理，具体是指将猪皮清洗干净，去除皮下脂肪和表面毛发。
9.一种由权利要求1～8任一项所述方法得到的猪皮胶原蛋白。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200327 |